光子质量吗?
这是关于常见误解.
光子光的基本单位(量子)。它们的独特性质是两者兼而有之粒子和波.它们经常被描述为“以光速运动的纯能量束”。物理学家提出的一个更有趣的问题是它们是否有质量。他们肯定有能量 ,在那里 是光的频率和吗 普朗克常数。由此可以得出结论,既然它们有能量,它们的质量一定是 在哪里 是光速。另外,如果他们做了如果它们有质量,那么人们可能会怀疑它们是否因此拥有无限的能量,因为它们以光速运动。
所以,多年来,物理学家一直在思考这个问题……它们有质量吗?
这是对的还是错的?
光子的质量是零。
为什么有些人认为这是真的:光子以光速传播。
为什么有些人说它是错误的:光子有动量,因此它们必须有质量。
该声明是 ,在一定的数学意义上。
解释:
任何频率的光子 有能量 因此,根据爱因斯坦著名的质能等效原理, ,光子有相对论性质量的 . 光子相对论质量的结果已经被无数次证实,著名的例子是重力弯曲光子(见下文)。
然而,光子是零不变的或休息质量。这是一个定义如下的对象的不变量:
静止质量( )是一种在所有参照系中均不改变且满足质量维数的量
对于大多数其他粒子,它可以被认为是从静止的参照系中观察到的质量。或者,我们可以把它看成质量,而不是动能,而是粒子本身。如果有办法(没有;如果观测静止的光子,你会发现它是无质量的。光子的相对质量来自于它的能量。
在粒子物理学中质量,我们通常指静止质量。这就是为什么我们通常说光子是无质量的。如果一个作者需要引用相对论质量,他应该明确地澄清它。
查询引力可以弯曲光子的路径,因此光子应该具有质量。
回复光子由于其相对质量而受到影响。当一个光子经过一个大质量物体时,它的轨迹是曲线的。这是由于质量使它周围的空间弯曲。因此,光会沿着曲线而不是直线运动。事实上,光子也会影响引力场,但由于光子的相对质量非常小,引力场非常小。
相对论质量之间的关系 和静止质量 给出如下:
插入 表明所有以光速运动的物体的静止质量都是无质量的。
反之亦然。可以看出,所有无质量粒子的运动速度都是
(有效)质量可以定义(a)惯性的,如阻力被力或加速b)产生引力场的能力。事实上,人们认为没有办法区分质量的两种不同定义。这是广义相对论的起点。在牛顿物理学中,质量可以被认为是物体中物质的数量。然而,这在狭义相对论的背景下是不正确的,它表明能量对物体的质量也有贡献。这就是为什么我们要区分静止质量和相对论性质量.
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